導(dǎo)語：如何才能寫好一篇太陽能的利用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

太陽能，是指太陽的熱輻射能，主要表現(xiàn)就是常說的太陽光線。其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括光熱利用、發(fā)電利用、光化利用、燃油利用。

光熱利用：它的基本原理是將太陽輻射能收集起來，通過與物質(zhì)的相互作用轉(zhuǎn)換成熱能加以利用。發(fā)電利用：利用太陽能發(fā)電的方式有多種。已實用的主要有光—熱—電轉(zhuǎn)換、光—電轉(zhuǎn)換兩種。光化利用：這是一種利用太陽輻射能直接分解水制氫的光—化學(xué)轉(zhuǎn)換方式。它包括光合作用、光電化學(xué)作用、光敏化學(xué)作用及光分解反應(yīng)。燃油利用：歐盟從2011年6月開始，利用太陽光線提供的高溫能量，以水和二氧化碳作為原材料，致力于“太陽能”燃油的研制生產(chǎn)。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

篇2

1、太陽的短波輻射被地面反射，產(chǎn)生的大氣逆輻射是長波輻射。這種長波輻射能被大氣很好的利用，所以大棚的作用就是把大氣逆輻射的熱量包住，起到保溫作用。

2、太陽能溫室就是利用太陽的能量，來提高塑料大棚內(nèi)或玻璃房內(nèi)的室內(nèi)溫度，以滿足植物生長對溫度的要求，所以人們往往把它稱之為人工暖房。太陽能溫室是根據(jù)溫室效應(yīng)的原理加以建造的。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

篇3

關(guān)鍵詞：太陽能建筑熱量

隨著改革開放和經(jīng)濟發(fā)展，我國太陽能建筑的面積日趨增大，建筑節(jié)能是近年來世界建筑發(fā)展的一個基本趨向，也是當(dāng)代建筑科學(xué)技術(shù)的一個新的生長點。抓住機遇，不失時機地推進建筑節(jié)能，有利于國民經(jīng)濟持續(xù)、快速、健康發(fā)展，保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)國家發(fā)展的第二步和第三步戰(zhàn)略目標(biāo)，并引導(dǎo)我國建筑業(yè)與建筑技術(shù)隨同世界大潮流迅速前進，太陽能建筑的節(jié)能具有很好的前景，大有可為。

我國地域?qū)拸V，房屋建筑規(guī)模巨大，約有一半建筑位于北方“三北”地區(qū)，由于氣候原因，每年約有4—6個月的采暖期，該地區(qū)規(guī)定設(shè)置集中采暖系統(tǒng)，以往習(xí)慣稱之為集中采暖地區(qū)。中部地區(qū)（冬冷夏熱地區(qū)），即長江流域地區(qū)，雖然冬季平均氣溫高于0℃，但相對濕度較高，冬季濕冷，而夏季又酷熱。該地區(qū)屬于中國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，包括長江上游在內(nèi)，涉及18個省、自治區(qū)、直轄市，總面積180萬k平方米，人口近4億。年工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值占全國40％，人均產(chǎn)值及人均收入均高于全國平均水平。以往由于經(jīng)濟上的原因，該地區(qū)一般城鎮(zhèn)住宅圍護結(jié)構(gòu)無保溫措施，也不設(shè)置采暖設(shè)施，因此冬夏季室內(nèi)熱環(huán)境條件相當(dāng)差。南方屬于亞熱帶氣候，夏季氣候炎熱，降溫則是主要解決的問題。

與發(fā)達國家相比，集中采暖地區(qū)城鎮(zhèn)住宅圍護結(jié)構(gòu)保溫、氣密性較差，供熱系統(tǒng)效率較低，單位面積的采暖能耗要高得多。我國已成為世界上建房最多的國家，近年來每年全國建成城鎮(zhèn)住宅2億平方米以上，隨著人民生活的不斷改善，人們對于建筑熱環(huán)境的舒適性要求愈趨迫切，中部地區(qū)冬季采暖勢在必行，各地“空調(diào)熱”也日漸高漲。所以，如何盡量利用太陽能、合理建筑設(shè)計，對北方集中采暖地區(qū)可以減少采暖、空調(diào)能耗；而對于中部及南部地區(qū)，改善室內(nèi)熱環(huán)境條件，達到低水平的室內(nèi)舒適參數(shù)，已成為一個重要的課題。

我國從80年代起，對城鎮(zhèn)多層住宅應(yīng)用被動太陽能進行采暖及降溫技術(shù)已有研究，先后在石家莊、灘紡及杭州等處建成了試點建筑，較好的改善了室內(nèi)熱環(huán)境條件。當(dāng)時的技術(shù)路線是由熱工外算開始，進而建造示范建筑以驗證效果。國外從70年代初期起，投入了相當(dāng)?shù)牧α窟M行計算機軟件的開發(fā)工作，應(yīng)用動態(tài)模擬計算，進行建筑熱工參數(shù)計算分析，進而可以預(yù)測室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，獲得應(yīng)用被動太陽能的最佳建筑設(shè)計方案，同時也建設(shè)示范建筑以驗證軟件的可信性。這類從合理建筑及熱工設(shè)計著手，在增加有限的建設(shè)投資下，盡量利用被動太陽能來達到低水平的室內(nèi)冬夏熱環(huán)境條件的住宅，這里稱為“節(jié)能住宅”。

一、各種參數(shù)對空溫的影響

為了進行參數(shù)研究，首先確定了一個基礎(chǔ)方案，即對條狀住宅建筑模型，取其南向主立面外窗的窗墻比為30.3％，單層窗，外墻與屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)均為0.83w／（℃??*平方米），換氣次數(shù)為1.1次h，不考慮內(nèi)部蓄熱量。在進行參數(shù)分析時，固定其他參數(shù)，僅變化一個參數(shù)來分析對室溫的影響。

內(nèi)部蓄熱量

蓄熱量會影響室溫，特別是對最高室溫有影響。冬季，內(nèi)部蓄熱量會使月最高溫度降低，而使月最低溫度升高，至于月平均溫度，則略有升高。顯然，內(nèi)部蓄熱量可以改善冬季室內(nèi)熱環(huán)境條件。對夏季來說，蓄熱量同樣也降低了月最高溫度及升高了月最低溫度，而月平均溫度則無多大影響。當(dāng)建筑模型中一個住戶內(nèi)蓄熱量相當(dāng)于100平方米、200mm厚混凝土墻時，可使八月份住宅最高溫度下降3c左右，可使一月份住宅最低溫度升高2.8℃，這將對室內(nèi)熱環(huán)境有較大的改善。

換氣次數(shù)

可以預(yù)見，增加換氣次數(shù)會使冬季室內(nèi)熱環(huán)境變差，但能改善夏季室內(nèi)熱環(huán)境。對夏季來說，換氣次數(shù)由1.1次h增加到10次h，可使八月份月最高溫度降低4.4℃、月平均溫度下降4.8℃，月最低溫度下降7.8C.顯然，冬季換氣次數(shù)越低越好，如果園護結(jié)構(gòu)、門窗密閉性好，換氣次數(shù)可以降低到1.5次／h，此時與1.1次h相比，室溫可提高2—3C.

增強夜間通風(fēng)

降低夏季室溫的一個措施是增強夜間通風(fēng)，計算了三種方案，一是全天以1.1次／h換氣，第二種方案全天以10次／hh換氣，第三種方案則采取白天（早6一晚2l時）1.1次h換氣，夜間（晚21一晨6時）加強通風(fēng)至10次h.計算結(jié)果表明，對于內(nèi)部蓄熱量較大時，第三方案與第一方案相比，月最高溫度下降3.7C，月平均溫度下降5.2℃，而月最低溫度下降達7.7℃?？梢娫鰪娨归g通風(fēng)對改善夏季室內(nèi)熱環(huán)境是十分奏效的。

南窗面積

窗戶開啟面積既與熱損失量有關(guān)，也與通過窗戶玻璃進入室內(nèi)的太陽得熱量有關(guān)。太陽輻射得熱量與窗戶朝向有密切的關(guān)系，相比之下熱損失與朝向的關(guān)系就不那么密切了。這里分析南向窗戶面積對室溫的影響。計算三種不同的窗墻比，它們分別是9.3％、30.3％及60.5％。冬季工況計算表明，窗墻比由19.3％增大至60.5％后，一月份最高溫度升高3.6℃，平均溫度升高2.7℃，而最低溫度提高2.5℃的夏季來說，月最高溫度、月平均溫度及月最低溫度分別要提高1.6℃、0.9℃及0.4℃。

由此可見，南向窗墻比大且具有較大內(nèi)部蓄熱量時，可以改善冬季室內(nèi)熱環(huán)境條件；至于夏季，南向窗戶面積增大會提高一點室溫，使室內(nèi)熱環(huán)境條件略為變差—點。

主立面朝向

主立面朝向不僅對冬季有影響，而且對夏季也有影響。主立面朝東及朝西時室溫相同，與主立面朝南及朝北相比，室內(nèi)熱環(huán)境條件都要來得差。對于冬季來說，主立面朝南為最佳。

水平遮陽板伸出長度

夏季除了采用加大通風(fēng)量來降低室溫外，另一條途徑是在窗戶上方設(shè)置遮陽板，以減少太陽入射量。計算了不同伸出長度（水平方向）一月及八月份室溫情況。由計算可以得出，水平遮陽板對夏季有明顯改善室內(nèi)熱環(huán)境的作用，但遺憾的是，同時也使冬季室內(nèi)熱環(huán)境變差。夏季時，水平遮陽板的伸出長度由0，0.4，0.9及1.5m變化時月平均溫度可分別降低1.0，2.0及2.2℃，但冬季卻也相應(yīng)降低了月平均溫度0.2，0.7及2.2℃。

窗戶的層數(shù)

增加窗戶層數(shù)將減少熱損失，但也在一定程度上減少了太陽得熱量。采用單層宙及雙層宙作計算比較，發(fā)現(xiàn)雙層窗對冬季室溫略有改善（一月份平均室溫增加0.9℃），但同樣使夏季室溫略有變差（八月份平均室溫升高0.7℃）。

外墻、屋面外表面顏色

外墻、屋面外表面涂成白色會有助于降低夏季室溫。進行二種方案比較計算，一種采用吸收率為o.8的深色外表面，另一種吸收率為淺色外表面。計算結(jié)果表明，淺色表面可使夏季室內(nèi)熱環(huán)境得到明顯改善，但同時也使冬季情況變差。在二方案中外墻及屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)均采取0.83w平方米，八月份平均室溫可降低2℃，但一月份平均室溫也降低了1.3℃。外墻與屋面保溫越好，這種影響將越小。

外墻與屋面熱工設(shè)計

采用三種方案進行比較計算，

第一方案為外墻與屋面的傳熱系數(shù)及均為0.83w／（℃。m），

第二方案外墻K＝0.83w／（℃。m），屋面K＝0.28w／（℃。m），

第三方案外墻與屋面K值均為0.28w／（℃。平方米）。

由計算可以看出，屋面保溫對降低夏季頂層室溫的影響尤其大，第二方案與第一方案相比，八月份月最高溫度下降7℃，平均溫度下降0.4℃，但月最低溫度上升了6℃。從冬季情況看，保溫改善有利于室溫提高，第三方案與第一方案相比，一月份平均室溫升高1.1℃，5最低溫度升高了2.4℃，但月最高溫度有所下降（5℃）。頂層天花板表面溫度受屋面保溫影響甚大，對于屋面有很好保溫的場合K＝0.28w／（℃。m3），在年最熱日下午14時，天花板內(nèi)表面溫度僅只比室溫高0.5℃，但K＝0.83w／（℃。m）的屋面來說，要高出3.8℃。如果采用外墻及＝0.74w／（℃。m），屋面X＝0.63w／（℃。m），并具有較大的內(nèi)部莆熱量，應(yīng)用雙層窗，加強夜間通風(fēng)（晚21時至凌晨6時，換氣次數(shù)為10次／h），此時最熱日下午14時室溫為37.2℃，天花板內(nèi)表面溫度只有33.6℃，室內(nèi)熱環(huán)境可以得到明顯的改善。

二、節(jié)能住宅設(shè)計原則

根據(jù)以上參數(shù)研究，提出如下設(shè)計原則：

1.冬季換氣次數(shù)應(yīng)該盡可能低，而夏季則盡可能高。

2.如果具有較大的內(nèi)部蓄熱量，對夏季來說，較好的方案是白天（早6時至晚2l時）維持較低的換氣次數(shù)，面夜間（晚2l時至晨6時）宜加強通風(fēng)增加換氣次數(shù)。

3.內(nèi)部蓄熱量對冬、夏季來說均能減少室溫的波動幅度，即降低最高溫度，升高最低溫度，但對平均溫度影響甚小，總的來說，內(nèi)部首熱量能改善室內(nèi)熱環(huán)境。

4.采用水平遮陽板來降低夏季室溫并不是好的措施，因為它同時較冬季室內(nèi)效環(huán)境變差，除非遮陽板在冬季時可以移開。

5.盡管外墻、屋面外表面涂以淺色可以降低夏季室溫，但同時也降低了冬季室溫，因面不推薦這種做法。

6.采取南立面大比例的窗墻比，并設(shè)計成具有較大內(nèi)部蓄熱量境，對夏季稍為不利。

7.主立面窗戶朝南為最佳，朝東及朝西效果最差。

8.窗戶、外墻及屋面保溫能改善冬季室內(nèi)熱環(huán)境，特別是屋面保溫可以明顯地改善夏季室內(nèi)熱環(huán)境。

三、幾個推薦的節(jié)能住宅方案

被動太陽能（房）節(jié)能住宅方案

參數(shù)研究優(yōu)化計算了北京地區(qū)應(yīng)用被動太陽能采暖的可能性，即研究了是否可能在不設(shè)置采暖設(shè)備時月平均室溫達到16℃。計算結(jié)果表明是可能的，其建筑設(shè)計參數(shù)如下：

1.南立面宙墻比60.5％。

2.具有較大內(nèi)部蓄熱量，相當(dāng)于戶（建筑面積73.1平方米）具有200mm厚混凝土墻體的苦熱量

3.雙層窗。

4.外墻與屋面的傳熱系數(shù)K＝0.28w／（℃。平方米）。

5.冬季換氣次數(shù)0.5次/h，夏季早6一晚21時換氣次數(shù)1.1次/h，晚21次/h.

四、節(jié)能住宅方案設(shè)計原則

由參數(shù)研究的結(jié)果提出如下設(shè)計原則：

1.冬季換氣次數(shù)宜低（v＝0.8次／h），夏季換氣次數(shù)宜高（v＝20次h）（借助于打開宙戶利用自然穿堂風(fēng)）。

2.從防止出現(xiàn)結(jié)露危險性觀點來看，冬季換氣次數(shù)至少保持0.8次h.

3.增加內(nèi)部蓄熱量可使室內(nèi)溫度被動減弱，使夏季及冬季的最高溫度下降，使最低溫度升高，不過，內(nèi)部蓄熱量對平均溫度的影響甚微。總之，內(nèi)部蓄熱量可以使室內(nèi)熱環(huán)境條件得到改善。

4.與較小的南向窗戶相比，加大南向窗戶面積，并配以相對較高的內(nèi)部蓄熱量，可以較好的改善冬季室內(nèi)熱環(huán)境條件。這種做法只是稍微使夏季室內(nèi)熱環(huán)境條件變差。

5.選擇建筑南向主立面為最佳，而主立面東向或西向為最差。

6.南向窗戶上部的水平遮陽板對改善夏季室內(nèi)環(huán)境的作用不明顯，除非在冬季時可以移開。

7.為了避免冬季臥室及起居室出現(xiàn)結(jié)露，在安排廚房、浴室、廁所位置時要注意與主要使用房間的隔斷，并合理利用穿堂風(fēng)，最好設(shè)置機械排風(fēng)裝置。

篇4

關(guān)鍵詞：我國北方地區(qū)太陽能采暖技術(shù)要點

中圖分類號：C35文獻標(biāo)識碼： A

一，當(dāng)前我國西北地區(qū)取暖現(xiàn)狀及太陽能采暖的必要性

隨著經(jīng)濟發(fā)展，人民生活水平的提高，居民對住宅舒適性的要求也在加強，住宅室內(nèi)溫?zé)岘h(huán)境是影響住宅舒適性的關(guān)鍵因素。對于北方地區(qū)來說，決定室內(nèi)熱環(huán)境的最主要因素?zé)o疑是冬季的采暖問題。

目前我國西北地區(qū)多數(shù)城市仍以燃煤作為主要采暖用能源。當(dāng)前我國面對日益嚴(yán)重的能源危機和越來越嚴(yán)重的霧霾天氣，而霧霾的形成和煤炭的燃燒有直接關(guān)系。

我國目前仍處在城市建設(shè)的迅速發(fā)展階段，隨著我國城市住宅的增多，若依舊采用傳統(tǒng)的采暖方式，勢必會增大對能源的消耗，對環(huán)境帶來更加嚴(yán)重的影響，加重我國目前已然面臨的環(huán)境與資源的雙重壓力。中國是個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)村的節(jié)能降耗對我國的整體能源減負(fù)有著顯著提高，在我國西北農(nóng)村寒冷地區(qū)冬季采暖也通常以煤炭作為燃料，煤炭并不是可再生能源。隨著價格的上漲，增加了農(nóng)民采暖成本并且嚴(yán)重污染著環(huán)境。如何能在不犧牲室內(nèi)舒適度的前提下，盡可能降低能源消耗，進而減少對環(huán)境的破壞，得以實現(xiàn)建筑與能源、環(huán)境的有機融合，是我們目前要解決的迫切問題。

西北地區(qū)受自然環(huán)境緯度影響，日照量偏低，采暖周期長，迫切需要新型節(jié)能環(huán)保資源替代傳統(tǒng)燃料。在西北地區(qū)利用太陽能及其他可再生能源作為新的采暖能源，可以有效的解決目前我國西北地區(qū)冬季采暖中存在的問題。

二，太陽能能源及太陽能采暖系統(tǒng)簡介

利用可再生能源替代常規(guī)能源是改變目前的能源結(jié)構(gòu)最有效的途徑。減少和替代采暖用煤最有效的途徑是推廣使用太陽能采暖等可再生能源技術(shù)。

太陽能是一種可再生能源，具有良好的節(jié)能減排優(yōu)勢。作為一種可持續(xù)發(fā)展的清潔能源，在我國大部分采暖區(qū)的太陽能資源相當(dāng)豐富，為我國進行太陽能的利用提供了良好的前提條件與發(fā)展前景。

我國需要采暖的寒冷和嚴(yán)寒區(qū)域大部分基本太陽能資源和豐富和較豐富，只有東北等部分采暖區(qū)域太陽能資源略差，從資源條件來看在我國西北廣大采暖地區(qū)利用太陽能作為采暖用能的替代能源具有得天獨厚的優(yōu)越條件。

太陽能采暖系統(tǒng)是一種滿足住戶采暖和熱水供熱需求的新型太陽能熱水系統(tǒng), 是太陽能熱利用技術(shù)的延伸。

太陽能采暖系統(tǒng)由太陽能集熱器（平板太陽能集熱器、真空管太陽能集熱器、U型管太陽能集熱器、熱管太陽能集熱器）、水箱、連接管道、控制系統(tǒng)等輔材構(gòu)成。是指將分散的太陽能通過集熱器，把太陽能轉(zhuǎn)換成熱水，將熱水儲存在水箱內(nèi)，然后通過熱水輸送到發(fā)熱末端（例如：地板輻射采暖、散熱器采暖），提供建筑供熱的需求。

太陽能采暖系統(tǒng)主要由熱能提供（即太陽能集熱器和輔助能源）、儲熱和換熱設(shè)備和熱能利用（提供生活熱水和采暖）三部分組成。

與太陽能熱水器相比，太陽能采暖系統(tǒng)采暖負(fù)荷在不同月份變化很大，熱水負(fù)荷四季差別較小；熱水系統(tǒng)進水溫度較低，供水溫度較高，而采暖系統(tǒng)供回水溫差較?。惶柲芘c采暖負(fù)荷存在明顯矛盾：太陽能輻照強度高的月份( 3～10月) 不需要采暖，太陽輻照強度高的白天采暖負(fù)荷較夜低。

正是基于這樣的差異，在采暖系統(tǒng)設(shè)計中不能簡單把熱水系統(tǒng)放大，而必須考慮輔助能源、太陽能保證率、系統(tǒng)的防凍問題、系統(tǒng)的過熱問題以及換熱系統(tǒng)的設(shè)計，其中尤其需注意系統(tǒng)的過熱問題和換熱水箱的設(shè)計。

三，太陽能采暖系統(tǒng)的利用要點

（一）根據(jù)實際情況合理采用太陽能。

由于我國西北地區(qū)地域面積廣大，不同地區(qū)冬季的最低氣溫不同，不同地區(qū)每平方米獲得太陽輻射的功率不同，所以不同地區(qū)需要取暖能量的多少差別很大。要想利用太陽能取暖或者要開發(fā)太陽能取暖應(yīng)從以下幾個方面去考慮：

1、 當(dāng)?shù)囟镜淖畹蜌鉁厥嵌嗌伲?/p>

2、 當(dāng)?shù)卦?月1日---2月1日期間最多連續(xù)陰天幾天？

3、 當(dāng)?shù)亟邮仗栞椛淠芰考墑e是幾級？

4、 在寒冷的季節(jié)房屋的散熱功率是多大？

5、 你所采用的太陽能接收器每平方米的接收功率是多大。

6、 你準(zhǔn)備設(shè)計的最低室溫是多少？

按照以上六個方面，在設(shè)計太陽能取暖房時，必須滿足太陽能接收器每天接收的總能量大于房屋每天散出的總能量，才能達到較理想的取暖效果。

（二）太陽能采暖系統(tǒng)技術(shù)方案

1. 太陽能集熱器選型

系統(tǒng)選型主要考慮以下因素：a.太陽能集熱器類型；b.系統(tǒng)工作方式，自然循環(huán)或強制循環(huán)，閉式系統(tǒng)或開式系統(tǒng)；c.換熱方式，直接系統(tǒng)或間接系統(tǒng)；d備份熱源，電加熱器、燃?xì)忮仩t、燃煤鍋爐、生物質(zhì)鍋爐、熱泵等；e.管材和水箱材質(zhì)。

2. 太陽能采暖系統(tǒng)輔材的選擇

（1）管路

太陽能采暖系統(tǒng)采用的管材和管件應(yīng)符合現(xiàn)行產(chǎn)品要求，管道的工作壓力和工作溫度不得大于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定的允許工作壓力和工作溫度。太陽能集熱系統(tǒng)管道可采用鋼管、薄壁不銹鋼、塑鋼熱水管、塑料與金屬復(fù)合管等。以乙二醇為主要成分的防凍液系統(tǒng)不宜采用鍍鋅鋼管。熱水管道應(yīng)選用耐腐蝕并符合衛(wèi)生要求的管道，一般可采用薄壁銅管、薄壁不銹鋼、塑料熱水管、塑料與金屬復(fù)合管等。設(shè)計時，應(yīng)在系統(tǒng)管路必要位置設(shè)置排氣裝置、泄水裝置、溫度計、壓力表、安全閥、膨脹水箱等輔助設(shè)備。閉式系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置膨脹罐或泄壓閥。

（2）管路保溫

太陽能熱水系統(tǒng)的集熱系統(tǒng)連接管道、水箱、供水管道均應(yīng)保溫。常用的保溫材料有巖棉、玻璃棉、聚氨酯發(fā)泡、橡塑泡棉等材料。 管道保溫材料選用是有以下要求：保溫材料制品的允許使用溫度應(yīng)高于太陽能系統(tǒng)工作的介質(zhì)最高溫度。保溫材料不宜采用有機物，以免生蟲。腐爛、生菌、引鼠。宜采用吸濕性小、存水性弱、對管壁無腐蝕作用的材料；室外管道保溫層外應(yīng)加保護層防水。保溫材料應(yīng)采用非燃和難燃材料。應(yīng)符合GB50016《建筑設(shè)計防火規(guī)范》的要求；電加熱器的保溫必須采用非燃材料。

（3）輔助采暖系統(tǒng)的選用

太陽能應(yīng)用在西北地區(qū)有一定的季節(jié)性限制，只能在春、夏、秋三個季節(jié)上使用，并只是提供生活熱水，在冬季做采暖使用，太陽能輻照強度隨著時間、季節(jié)和天氣是顯著變化的，大部分的太陽能采暖系統(tǒng)需配備輔助采暖系統(tǒng)，當(dāng)陰天、夜晚等太陽能滿足不了采暖需求時，由輔助能源系統(tǒng)提供全部或部分熱能。

第一輔助熱源部分可取自農(nóng)村的煙囪與火炕的結(jié)合部位排放出的熱量。根據(jù)實際條件輔助熱源無成本運行提高利用率等因素，結(jié)合西北氣候特點及民俗習(xí)慣，在寒冷的冬季，北方人喜歡睡火炕，四季依賴資源豐富的作物秸稈，作為無成本燃料，用來做飯，同時用來加熱火炕。從其煙囪向戶外排放大量的熱能，合理開發(fā)再次利用，利用真空超導(dǎo)技術(shù)實現(xiàn)輔助加熱實現(xiàn)無成本運行。

第二輔助熱源可采取風(fēng)光互補發(fā)電技術(shù)加以輔助采暖，其取暖采用散熱器，可用節(jié)水節(jié)能的超導(dǎo)暖氣等，并可利用剩余的電量用來做居室的照明及生活用電等，主熱源采用平板型太陽能集熱器，提供一次投入可實現(xiàn)寒冷冬季的熱水采暖及春、夏、秋等季節(jié)的生活熱水及洗浴用水的供給。

第三輔助采暖系統(tǒng)可采用能源系統(tǒng)如燃煤鍋爐、燃油或氣鍋爐、電鍋爐以及生物質(zhì)鍋爐等來輔助采暖。

3.太陽能采暖系統(tǒng)防凍問題的解決

太陽采暖系統(tǒng)是一個四季運行的系統(tǒng), 系統(tǒng)須考慮冬季的防凍問題。太陽能集熱系統(tǒng)防凍設(shè)計是嚴(yán)寒寒冷地區(qū)太陽能液態(tài)工質(zhì)集熱器系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一，主要包括系統(tǒng)工藝設(shè)計和控制策略設(shè)計。

太陽能集熱系統(tǒng)常見的防凍設(shè)計主要有集熱系統(tǒng)防凍液防凍、集熱系統(tǒng)排空防凍、集熱系統(tǒng)排回防凍、電伴熱帶防凍和蓄熱水箱水反沖循環(huán)防凍等幾種。這幾種方法各有特點，各有優(yōu)劣勢。

集熱系統(tǒng)防凍液防凍通過在集熱系統(tǒng)中充注防凍液防凍，適用于金屬流道集熱器間接系統(tǒng)，尤其在平板太陽能集熱系統(tǒng)中應(yīng)用較多，國外較常見。該方法的主要優(yōu)點為防凍可靠，防凍溫度可調(diào)。

集熱系統(tǒng)排空防凍方法在循環(huán)泵停止運行后，集熱系統(tǒng)中的水通過重力作用落回貯熱水箱，屋面集熱系統(tǒng)不存水，從而防止凍結(jié)發(fā)生。該方法多用于平板集熱器直接系統(tǒng)，國內(nèi)應(yīng)用較普遍。該方法的主要優(yōu)點為簡單，易操作，投資小。

集熱系統(tǒng)排回防凍方法在循環(huán)泵停止運行后，通過重力差將儲液罐中的空氣頂入集熱系統(tǒng)，使屋面上系統(tǒng)中充滿空氣以達到防凍效果。該方法主要用于金屬流道集熱器承壓的閉式小型系統(tǒng)，尤其在平板太陽能集熱系統(tǒng)中應(yīng)用較多。

電伴熱帶防凍方法通過在集熱系統(tǒng)管路上敷設(shè)電伴熱帶，當(dāng)管路溫度低于設(shè)定溫度時，電伴熱帶啟動利用電加熱管路，防止管路凍結(jié)。該方法應(yīng)用范圍較廣，國內(nèi)應(yīng)用較多。該方法的主要優(yōu)點為簡單易行。

蓄熱水箱水反沖循環(huán)防凍方法通過在集熱系統(tǒng)典型位置設(shè)置溫度測點，當(dāng)該溫度低于設(shè)定值時開啟循環(huán)泵，將貯熱水箱中高溫水引出沖刷系統(tǒng)以實現(xiàn)防凍。該方法適用性較好，可用于多種集熱系統(tǒng)，國內(nèi)應(yīng)用較多。該方法的主要優(yōu)點為簡單易行，無需增加其他設(shè)備。

4.系統(tǒng)的過熱問題。

采暖系統(tǒng)集熱器面積較大, 非采暖季節(jié)會出現(xiàn)太陽能得熱量遠(yuǎn)大于供應(yīng)熱水所需要熱量, 因此會出現(xiàn)過熱問題。如果設(shè)計不當(dāng), 會造成系統(tǒng)溫度高于系統(tǒng)部件工作允許溫度, 導(dǎo)致部 件壽命縮短和連接件漏水,甚至?xí)a(chǎn)生安全問題?？梢圆捎眉療崞髋趴铡⒓療崞鲪灂襁\行、設(shè)計散熱系統(tǒng), 以保證系統(tǒng)在安全溫度下運行等措施解決系統(tǒng)過熱的問題。

四，太陽能采暖的注意事項

在被動太陽能建筑基礎(chǔ)上發(fā)展起來的太陽能空氣采暖系統(tǒng)以其簡單、可靠、無凍結(jié)泄漏危險的特性得到了越來越多的關(guān)注；太陽能生活熱水系統(tǒng)仍然是太陽能主動系統(tǒng)在寒冷嚴(yán)寒地區(qū)建筑應(yīng)用中最常見的方式，但還需要在建設(shè)從業(yè)人員培訓(xùn)、產(chǎn)品可靠性耐久性提高以及產(chǎn)品性能提升方面等進一步努力，以迎接可能的建筑強制安裝措施；太陽能供熱采暖技術(shù)是寒冷嚴(yán)寒地區(qū)太陽能建筑應(yīng)用的發(fā)展方向，技術(shù)上較成熟，造價較高，可與被動太陽能技術(shù)綜合利用，力爭在小范圍試點的基礎(chǔ)上穩(wěn)步推進；太陽能空調(diào)技術(shù)隨著中高溫集熱技術(shù)的發(fā)展，逐漸進入工程試點示范階段，目前造價仍高，系統(tǒng)較復(fù)雜 ，在寒冷嚴(yán)寒地區(qū)需求不大，可進行探索性試點；建筑一體化太陽能光伏發(fā)電技術(shù)在政策扶持下通過在標(biāo)志性公共建筑上應(yīng)用積累經(jīng)驗，在國家相應(yīng)政策的配合下，系統(tǒng)盈利模式確立后再規(guī)?；茝V。

五，太陽能采暖系統(tǒng)的推廣障礙

目前，我國的太陽能供熱采暖系統(tǒng)尚處于示范階段，該技術(shù)在西北廣大地區(qū)的推廣應(yīng)用還主要一些障礙有待解決：

1.在中高溫工作條件下仍有較高效率的集熱器部件仍有待商品化;

2．太陽集熱系統(tǒng)在非采暖季所收集熱量需要有其他用途，以防止集熱系統(tǒng)過熱，在嚴(yán)寒地區(qū)可配合地埋管源熱泵系統(tǒng)作為地埋管系統(tǒng)補熱用；

3.與太陽能供熱系統(tǒng)相配套的加熱器、水箱、熱交換器等附件仍有待開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化；

4.目前每建筑平米增投資約150元，投資偏高，阻礙了技術(shù)推廣，有待于進一步降低系統(tǒng)成本。

盡管如此，太陽能作為一種可再生能源受到越來越多的重視。據(jù)估算，我國西北村鎮(zhèn)地區(qū)被動太陽房的建筑面積已超過2000萬m2 ，取得了較好的應(yīng)用效果。目前我國太陽能采暖在城市得到了良好的發(fā)展，但是對于農(nóng)村尤其是西北農(nóng)村來說，還沒有深入到各家各戶，郊區(qū)農(nóng)村尚有很多村民仍在使用傳統(tǒng)燃煤采暖，其煙塵排放流動傳播無疑會對城區(qū)大氣環(huán)境產(chǎn)生影響。因此，當(dāng)下太陽能采暖推廣正當(dāng)時。

參考文獻：

[1]張寧.北方地區(qū)集合住宅被動式太陽能采暖策略及應(yīng)用分析報告.北京交通大學(xué).2011年

[2]庾漢成.結(jié)合青海地區(qū)特點談規(guī)劃階段太陽能的應(yīng)用.工業(yè)建筑.2011.07期

篇5

關(guān)鍵詞：太陽能技術(shù)、光伏發(fā)電、供熱、制冷

在石油、天然氣、煤炭能源日益緊缺的背景下，各國均大力發(fā)展和利用太陽能。其中，日本、歐美等經(jīng)濟發(fā)達、能源消耗嚴(yán)重的國家對太陽能的利用起步較早，在技術(shù)和應(yīng)用上已處于世界領(lǐng)先地位。由于增設(shè)太陽能系統(tǒng)會造成建筑一次性投資的增加，制約了太陽能的利用和太陽能技術(shù)的推廣，為了充分利用這種潔凈的可再生能源，政府應(yīng)在政策上給予扶持和優(yōu)惠。使太陽能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用更加具有廣泛性和可實施性，從而減少常規(guī)能源對環(huán)境的破壞和污染。

1.太陽能技術(shù)在新疆建筑應(yīng)用的可行性

太陽能是每年輻射到地球上的能量達1813億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，相當(dāng)于全世界年需要能量總和的5000倍，是地球上最大的能源庫。按照目前太陽質(zhì)量消耗速率計，太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng)足以維持600億年，相對于人類發(fā)展歷史的有限年代而言，可以說是“取之不盡、用之不竭”的能源。 地球上太陽能資源的分布與各地的緯度、海拔高度、地理狀況和氣候條件有關(guān)。資源豐富度一般以全年總輻射量和全年日照總時數(shù)表示。就全球而言，美國西南部、非洲、澳大利亞、中國、中東等地區(qū)的全年總輻射量或日照總時數(shù)最大，為世界太陽能資源最豐富地區(qū)。 我國屬太陽能資源豐富的國家之一，輻射總量在3.3x103～8.4x106千焦/米2•年之間。全國總面積2/3以上地區(qū)年日照時數(shù)大于2000小時。我國、青海、新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古高原的總輻射量和日照時數(shù)均為全國最高，屬世界太陽能資源豐富地區(qū)之一。

2.太陽能技術(shù)在新疆建筑中應(yīng)用的主要形式

太陽能技術(shù)在新疆建筑中的主要包括在光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換兩個方面的應(yīng)用，從我區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀和當(dāng)今能源轉(zhuǎn)換策略的支持情況來看，光電技術(shù)及太陽能在建筑中的熱利用、采暖空調(diào)和供應(yīng)熱水等諸多方面都有廣泛的應(yīng)用。

2.1太陽能光伏發(fā)電技術(shù)

（一）太陽能光伏發(fā)電的現(xiàn)狀

太陽能光伏發(fā)電技術(shù)是利用光電轉(zhuǎn)換原理，將太陽能輻射光通過半導(dǎo)體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，制造太陽能電池的半?dǎo)體應(yīng)采用光電轉(zhuǎn)換率較大且技術(shù)成熟的硅太陽能光伏電池，否則即浪費投資又不經(jīng)濟。隨著市場上作為光伏發(fā)電蓄電池晶體硅的生產(chǎn)工藝的進步，商品化晶體硅光伏電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率的進一步提高，生產(chǎn)規(guī)模和市場占有率也有了大幅提升。

（二）太陽能光伏發(fā)電在新疆建筑中的利用

1）太陽能光電屋頂。是由太陽能瓦板、空氣間隔層、屋頂保溫層、結(jié)構(gòu)層構(gòu)成的復(fù)合屋頂。太陽能光電瓦板是太陽能光電池與屋頂瓦板相結(jié)合形成一體化的產(chǎn)品，它由安全玻璃或不銹鋼薄板做基層，并用有機聚合物將太陽能電池包起來。

2）太陽能電力墻。電力墻是將太陽能光電池與建筑材料結(jié)合起來，構(gòu)成一種可用來發(fā)電的外墻在建筑工程中貼用，既具有裝飾作用，又可為建筑提供電力能源，其成本與花崗石一類的貼面材料相當(dāng)。

3）太陽能光電玻璃。在建筑中，當(dāng)今最先進的太陽能技術(shù)就是創(chuàng)造透明的太陽能光電池，用以取代窗戶和天窗上的玻璃。隨著科技的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，太陽能發(fā)電系統(tǒng)將在技術(shù)上取得突破，從而大大提高太陽能發(fā)電的效率，成為未來生態(tài)建筑不可或缺的組成部分。

2.2太陽能在建筑中的熱利用

（一）太陽能在建筑中熱利用的分類

1）太陽能通風(fēng)結(jié)構(gòu)的主要形式包括：太陽能集熱墻體以及太陽能集熱屋面。在太陽輻射的作用下，將會誘導(dǎo)熱壓作用下的自然通風(fēng)，從而實現(xiàn)房間的被動式采暖與降溫。太陽能通風(fēng)的工作原理是利用太陽輻射能量產(chǎn)生熱壓，誘導(dǎo)空氣流動，將熱能轉(zhuǎn)化為空氣運動的動能。

2）太陽能熱水在建筑中應(yīng)用比較廣泛，一般包括太陽能集熱器、儲水箱、循環(huán)泵、電控柜和管道等，是目前太陽熱能應(yīng)用發(fā)展中最具經(jīng)濟價值、技術(shù)最成熟且已商業(yè)化的一項應(yīng)用產(chǎn)品。太陽能熱水系統(tǒng)的分類以加熱循環(huán)方式可分為：自然循環(huán)式太陽能熱水器、強制循環(huán)式太陽能熱水系統(tǒng)、儲置式太陽能熱水器等三種。

3）在建筑能耗中，生活熱水、供暖能耗占了相當(dāng)?shù)谋壤?，利用太陽能來滿足生活熱水、供暖這些低品位能耗的要求具有巨大的節(jié)能效益，因此，太陽能采暖技術(shù)越來越受到人們的重視。因為新疆在全國的氣候分區(qū)屬于嚴(yán)寒地區(qū)，冬季的采暖能耗占整個建筑能耗的比例相當(dāng)大，利用太陽能采暖在新疆建筑行業(yè)的應(yīng)用還處在研發(fā)階段，并未大面積應(yīng)用于工程實例當(dāng)中。有些試點工程在冬季的運行工況不是很好，太陽能采暖在白天還可滿足采暖要求，晚上隨著氣溫降低，耗熱量加大，就必須采用輔助電加熱采暖，能耗相當(dāng)嚴(yán)重，且成本并未減少，太陽能采暖在建筑密度較高的城市采用效果不好，有較多遮擋，運行效果不佳。

4）當(dāng)前的太陽能空調(diào)技術(shù)多種多樣，主要是吸收式制冷和光電轉(zhuǎn)化電能驅(qū)動制冷。比較成熟的技術(shù)是是將太陽能集熱裝置與溴化鋰吸收制冷系統(tǒng)的進行有機結(jié)合，同時將先進的超導(dǎo)傳熱技術(shù)應(yīng)用于太陽能集熱系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)，實現(xiàn)夏季可控制冷，目前已經(jīng)在一些示范工程中有所應(yīng)用，但由于太陽能空調(diào)的技術(shù)種類繁多，成熟度也各有不同，因而在新疆的建筑中采用要更加慎重。

3.結(jié)語

太陽能技術(shù)在新疆的發(fā)展前景廣闊，但是，由于新疆地處偏遠(yuǎn)，經(jīng)濟比沿海發(fā)達地區(qū)落后，在工程中缺乏對先進技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟支撐能力。所以，國家應(yīng)出臺相關(guān)的優(yōu)惠政策，重點扶持新疆在太陽能技術(shù)應(yīng)用方面的示范工程，并逐步總結(jié)經(jīng)驗，并在條件成熟后，出臺推廣太陽能技術(shù)應(yīng)用的地方性政策法規(guī)。使太陽能技術(shù)在新疆得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻：

【1】《綠色建筑》 中國計劃出版社 2008

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【關(guān)鍵詞】太陽能；能源；能效

1、 系統(tǒng)組成

無動力太陽能熱水系統(tǒng)是一種高效太陽能熱水系統(tǒng)，集熱系統(tǒng)由開式儲熱水箱、閉式波紋管換熱器、真空管等組成，主要流程見下圖1-1。

圖1-1 無動力太陽能系統(tǒng)原理圖

真空集熱管直接加熱水箱內(nèi)的水并儲存，當(dāng)用水端開啟時，自來水通過太陽能水箱內(nèi)的波紋盤管換熱器快速換熱（2℃-5℃的溫差），進入到容積式換熱水器中。當(dāng)水溫滿足設(shè)置要求時（45℃-60℃），直接經(jīng)容積式換熱水器供到用水端； 當(dāng)水溫高于設(shè)置要求時，經(jīng)恒溫混水閥混至設(shè)置溫度，供到用水端；當(dāng)水溫低于設(shè)置要求時，啟動熱媒循環(huán)泵加熱容積式換熱水器內(nèi)的水到設(shè)置溫度，供到用水端。

2、 系統(tǒng)分析

無動力系統(tǒng)將太陽能系統(tǒng)的集熱、儲熱、換熱集成為一體，不使用水泵等驅(qū)動換熱，自身能耗低，取消儲熱水箱設(shè)計，不增加獨立設(shè)備間，降低建筑成本，而且結(jié)構(gòu)緊湊，運行簡單，穩(wěn)定安全，后期運營成本低。

熱水循環(huán)系統(tǒng)采用自然循環(huán)加熱，冷、熱水壓力一致，密閉運行，無二次污染。集熱系統(tǒng)為開式系統(tǒng)，集熱系統(tǒng)無需循環(huán)水泵。系統(tǒng)輔助能源可采用空氣源熱泵機組，加熱區(qū)和高溫區(qū)兩部分，空氣源只加熱高溫區(qū)水箱內(nèi)的一次水，充分利用太陽能，降低輔助能源的使用量。

屋頂太陽能集熱板分散式布置，承重要求降低，對屋面荷載要求約為140kg/O。對部分原有太陽能系統(tǒng)的建筑，本系統(tǒng)可利用原冷熱水管道系統(tǒng)，節(jié)省造價。

3、 案例分析

3.1太陽能系統(tǒng)介紹

某工程1、2、3、4號樓，原太陽能系統(tǒng)采用集中集熱―分散蓄/供熱式生活熱水系統(tǒng)，每棟樓1個生活熱水系統(tǒng)采用以防凍液為熱媒的系統(tǒng)。集熱循環(huán)部分采用強制循環(huán)，設(shè)膨脹罐。該系統(tǒng)將太陽集熱器收集太陽熱量后，通過換熱器換熱后，輸送至屋頂緩沖水箱中，再由供熱循環(huán)水泵輸送至用戶蓄熱水箱內(nèi)的熱交換器，對蓄熱水箱內(nèi)的冷水進行加熱。戶用蓄熱水箱（內(nèi)置熱交換器及輔助電加熱器）放置于各戶衛(wèi)生間。使用時，用戶開啟用水點即可使用。當(dāng)太陽能不能保證室內(nèi)使用要求時，啟動戶用蓄熱水箱輔助電加熱設(shè)備。

原太陽能熱水系統(tǒng)，管路復(fù)雜，管路系統(tǒng)熱損失明顯，戶內(nèi)水箱兩種熱源互相干擾，若24小時設(shè)定50℃-60℃時，太陽能作用會很微小，電加熱啟動會很頻繁；若設(shè)置手動啟動電加熱可更多使用太陽能，但是會造成用戶操作麻煩。 每戶管井內(nèi)安裝一塊熱水表計量，收取冷水費。物業(yè)取費麻煩，每戶有2根水管接至屋頂太陽能，管井內(nèi)管道較多，適用于多層住宅以及高層建筑的高區(qū)用水。 每戶安裝一臺儲水罐，占用戶內(nèi)空間，每戶安裝電磁閥及控制，增加維修故障點。

3.2運營費用

改造采用無動力太陽系能系統(tǒng)，兩種系統(tǒng)能耗分別對比主要集中在電費、循環(huán)熱損失、維護費用等三方面。

原太陽能系統(tǒng)集熱循環(huán)介質(zhì)為防凍液，成分為乙二醇，一般壽命為3年左右，且高溫?fù)]發(fā)會造成污染環(huán)境。乙二醇市場價格在25元/升左右，更換量按1000L/次計算。原太陽能系統(tǒng)，管路長度約為700米，管道散熱量按12W/m計算，管道熱損約為8.4KW/d左右。循環(huán)水泵電費：循環(huán)泵功率5.5kw，每天運行5h，5.5KW*5h*1元*300天=8250元/年；循環(huán)熱損失：8.4KW*300天*1元=2520元/年；維護費用：一次側(cè)循環(huán)介質(zhì)為防凍液，壽命2年，按每2年更換一次，防凍液計算費用為：1000L/3*25元/L=8333.33元/年；合計：19103元/年；

無動力太陽能系統(tǒng)低區(qū)利用市政壓力，無需外在動力；增加高區(qū)冷水壓力，太陽能入口壓力不小于0.2MPa，按增加能耗約為1KW/小時，每天按開啟5h計算。循環(huán)水泵電費：1KW*5h*300*1元=1500元；無循環(huán)熱損失；維護費用：2000元/年；合計：3500元/年。

3.3土建成本

原太陽能水箱需要增加建筑面積約為15O，以北京市土建價格4000元/O計算，增加的建筑成本約為6萬元。 屋面水箱間對屋面承重要求高，會增加建筑結(jié)構(gòu)成本增加。

3.4總費用

系統(tǒng)運行10年，全部4棟建筑，原太陽能系統(tǒng)與無動力太陽能系統(tǒng)年運行費用對比見表3-3。

4、 結(jié)論

本文通過對無動力太陽能系統(tǒng)工程應(yīng)用的介紹，與原太陽能集中熱水系統(tǒng)進行系統(tǒng)與能效對比，無動力太陽能系統(tǒng)集熱效率的明顯提高，運行費用顯著降低，經(jīng)濟效益和環(huán)境效益良好且消除了傳統(tǒng)系統(tǒng)的主要運行故障，不給用戶帶來額外負(fù)擔(dān)，適應(yīng)范圍廣，值得在以后的太陽能系統(tǒng)的應(yīng)用中推廣。

參考文獻：

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關(guān)鍵詞：太陽能；太陽能建筑；住宅建筑；新能源

隨著社會和科技的持續(xù)發(fā)展，能源問題與環(huán)境問題一樣，已經(jīng)成為影響中國社會經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵因素，發(fā)展可再生能源對于我國保證能源供應(yīng)和環(huán)境的改善都具有十分重要的戰(zhàn)略意義。太陽能是優(yōu)質(zhì)的可再生能源，我國的太陽能資源非常豐富。近年來我國在太陽能利用方面有了一定的基礎(chǔ)，特別是在太陽能建筑應(yīng)用方面，太陽能建筑在調(diào)整住宅能耗結(jié)構(gòu)、保障建筑能源安全，降低溫室氣體排放、保護大氣環(huán)境，解決農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)用能、提高國民生活質(zhì)量，以及推進和實施我國住宅產(chǎn)業(yè)化政策等諸多方面產(chǎn)生積極的影響。

1、太陽能建筑的定義

傳統(tǒng)意義上的太陽能建筑指經(jīng)設(shè)計能直接利用太陽能進行采暖或空調(diào)的建筑。比較成熟的是通過太陽能的光熱作用，在冬季，對室內(nèi)空氣進行加熱。太陽能采暖建筑，一般分為主動式和被動式兩大類。

隨著太陽能利用科技水平的不斷提高，太陽能建筑已經(jīng)從太陽能采暖建筑發(fā)展到可以集成太陽能光電、太陽能熱水、太陽能吸收式制冷、太陽能通風(fēng)降溫、可控自然采光等新技術(shù)的建筑，其技術(shù)含量更高，內(nèi)涵更豐富，適用范圍更廣。

準(zhǔn)確定義太陽能建筑很困難，但從國際和國內(nèi)的研究和實踐經(jīng)驗來看，太陽能建筑(Solar Buildings)至少應(yīng)該包含以下幾個層面的內(nèi)涵：一、目標(biāo)是盡可能的充分利用太陽能來滿足建筑能耗和健康環(huán)境的需求，降低常規(guī)能源在建筑能耗中的比例；二、實施是有壽命周期的，應(yīng)體現(xiàn)在建筑物策劃、設(shè)計、建造、使用、維護以及改造等活動中；三、推廣應(yīng)因地制宜，針對區(qū)域氣候特征、經(jīng)濟發(fā)達程度以及建筑使用特征等因素，采用適宜的建筑技術(shù)和太陽能技術(shù)；四、發(fā)展應(yīng)基于綜合的、多角度的比較，包括生態(tài)設(shè)計、建筑節(jié)能、投資平衡、復(fù)合其它可再生能源、選擇配套的常規(guī)能源等；五、研究是不斷發(fā)展的，不僅包括應(yīng)用理論和計算方法，還應(yīng)向能效評價、工程實測等多方面深入。

2、太陽能能源在住宅建筑中的利用

2.1主動式太陽能建筑

主動式太陽能建筑是通過高效集熱裝置來收集獲取太陽能，然后由熱媒將熱量送入建筑物內(nèi)的建筑形式。它對太陽能的利用效率高，不僅可以供暖、供熱水，還可以供冷，而且室內(nèi)溫度穩(wěn)定舒適，日波動小，在發(fā)達國家應(yīng)用非常廣泛。但因為它存在著設(shè)備復(fù)雜、先期投資偏高，陰天有云期間集熱效率嚴(yán)重下降等缺點，在我國長期未能得到推廣。

2.1.1太陽能熱水器系統(tǒng)

由于將太陽能轉(zhuǎn)化為溫度不太高的熱水，只要用簡單的裝置即可實現(xiàn)，因而被廣泛采用。供應(yīng)熱水可以采取集中的方式，也可以用于單獨的住宅中。集中供應(yīng)熱水，需要有一定的場地和基建投資，經(jīng)濟效益較高，適用于人口較集中的城鎮(zhèn)。單獨供應(yīng)熱水，設(shè)備簡單，不需要專門的管理人員，在城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村均可采用。

目前在我國市場上常見的太陽熱水器有以下幾類：

(1)平板太陽熱水器。它由平板集熱器與熱水箱組成，一般采用自然循環(huán)運行方式。

(2)真空管熱水器。它由多支玻璃真空集熱管直接插入水箱構(gòu)成，一般采用自然對流換熱；每支真空集熱管與水箱插孔間放置硅橡膠制成的密封圈。真空集熱管的熱損系數(shù)小，故用它做成的太陽熱水器在冬季有較好的熱性能，適合在北方地區(qū)使用。

(3)悶曬式熱水器。它是集熱與貯熱合二為一的整體式熱水器，一般由二至三個涂黑的圓筒組成，以結(jié)構(gòu)簡單、造價較低為特色，缺點是夜間散熱大，熱水不能過夜使用，在冬季也不能用。它在農(nóng)村有較大的推廣面。

2.1.2太陽能熱泵采暖系統(tǒng)

太陽能熱泵采暖系統(tǒng)是利用集熱器進行太陽能低溫集熱，然后通過熱泵，將熱量傳遞到溫度為35??-50℃的采暖熱媒中去。冬季太陽輻射量較小，環(huán)境溫度很低，使用熱泵則可以直接收集太陽能進行采暖。將太陽能集熱器作為熱泵系統(tǒng)中的蒸發(fā)器，換熱器作為冷凝器，這樣就可以得到較高溫度的采暖熱媒。

太陽能熱泵采暖系統(tǒng)主要特點是花費少量電能就可以得到幾倍于電能的熱量，同時可以有效地利用低溫?zé)嵩?，減少集熱面積，這是太陽能采暖的一種有效手段。若與夏季制冷相結(jié)合，應(yīng)用于空調(diào)，它的優(yōu)點更為突出。

2.2被動式太陽能建筑

被動式太陽能建筑是指太陽能向室內(nèi)的傳遞不借助于機械動力，完全由自然的方式，即蓄熱體進行的建筑形式。所謂蓄熱體一般指可以儲存熱量的集熱體，蓄熱體相對于建筑物構(gòu)造體有附屬于或不附屬于兩種存在方式。若屬于構(gòu)造一部分，則一方面支撐建筑物，另一方面具有儲熱體的功能。不為構(gòu)造體的蓄熱體能很簡單地設(shè)置于建筑物中，可靈活增減，配合季節(jié)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。

用于蓄熱體的材料很簡單，可以是液態(tài)的水、鹽水、油等液體，也可以是固體的磚瓦、預(yù)制混凝土、沙、粘土、石塊等。蓄熱體設(shè)置在太陽能接收式冷暖系統(tǒng)的建筑物的任何位置都會發(fā)揮功用，但為能發(fā)揮最大限度的功能，必須選擇理想的位置。

3、太陽能建筑在住宅建設(shè)中的重要作用

3.1是調(diào)整住宅建筑能耗結(jié)構(gòu)、保障能源安全的現(xiàn)實需求

2009年的統(tǒng)計結(jié)果表明，盡管我國民用建筑的整體舒適度低于世界各發(fā)達國家，但我國的建筑能耗已經(jīng)占到當(dāng)年全社會終端能源消耗的27.8％，接近發(fā)達國家(1／3左右)的水平，采暖和空調(diào)為主的建筑能耗已占10％以上。因此，在我國《可再生能源法》的編制報告中指出，到2020年可再生能源利用量不低于全國能源消費總量10%。

我國具有豐富的太陽能資源，年日照時數(shù)在2200小時以上地區(qū)約占國土面積的2／3以上。對太陽能應(yīng)用的預(yù)測結(jié)果為，在正常發(fā)展和生態(tài)驅(qū)動發(fā)展兩種模式下，2050年我國太陽能利用在總能源供給中分別達到4.7%和10%

顯然，太陽能建筑將在調(diào)整建筑能耗結(jié)構(gòu)、保障能源安全的現(xiàn)實需求和心理需求等方面發(fā)揮積極作用。

3.2將大大降低溫室氣體排放和大氣環(huán)境保護方面的壓力

有關(guān)資料顯示，世界各國建筑能耗中排放的C02約占全球排放總量的l／3。其中，住宅約占2／3。

事實上，我國目前約90％的二氧化硫和氮氧化物排放來自化石能源的生產(chǎn)和消費。大氣污染物造成的酸雨、呼吸道疾病等已經(jīng)嚴(yán)重威脅經(jīng)濟發(fā)展和人體健康。對我國未來C02減排的潛力估計是，到2010年以后，太陽能利用對減排開始有較明顯作用，2020年以后開始有較顯著作用。

3.3是農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)全面建設(shè)小康社會的有效手段之一

目前，我國仍有4億左右農(nóng)村居民，依靠直接燃燒秸稈、薪柴等生物質(zhì)提供生活用能。全國還有約2萬個村，約800多萬農(nóng)戶、3000萬人口沒有電力供應(yīng)。同時，經(jīng)濟發(fā)展水平較高的地區(qū)，農(nóng)村生產(chǎn)、生活用能中商品能源的比例不斷上升，對化石能源需求加大。因此，將現(xiàn)代太陽能理念和技術(shù)與傳統(tǒng)的建造技術(shù)相結(jié)合，解決偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)房基本能源供應(yīng)，對全面建設(shè)小康社會，保護生態(tài)環(huán)境具有重要的現(xiàn)實意義。

實際上，截至2002年底的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，今國農(nóng)村房屋建筑面積已達256.2億平方米。其可以利用的屋頂面積是可觀的。

4、今后太陽能建筑利用的發(fā)展前景

現(xiàn)在太陽能的利用到了一個新的發(fā)展階段，稱為建筑一體化設(shè)計，即不再采用屋頂上安裝一個笨重的裝置來收集太陽能，而是用那些能把陽光轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體太陽能電池板直接嵌入到墻壁和屋頂內(nèi)。這種一體化的設(shè)計思想是由美國太陽能協(xié)會創(chuàng)始人施蒂文?斯特朗20年前所倡導(dǎo)的，由于當(dāng)時太陽能電池過于昂貴，無法實施。如今太陽能電池的價格只有80年代的三分之一，所以現(xiàn)在推廣的可能性大大增加。

我們在大力提倡使用太陽能的同時，也要強調(diào)在工程設(shè)計中建筑的整體美、造型新以及技術(shù)的先進性，注意設(shè)計中屋頂墻面所用的太陽能電池板的設(shè)置位置，面積大小與建筑立面的造型與環(huán)境是否協(xié)調(diào)等多方面的因素。

參考文獻：

[1]高芳葳.太陽能在住宅中的應(yīng)用.住宅科技，1989，2：33-35.

[2]陸維德.我國太陽能建筑發(fā)展對策.太陽能，1999，1：2-3.

[3]李云蒼，Eric，J.Hu，等.新型太陽能吸附式制冷系統(tǒng)研究.新能源，2000，22(11)：1-5，15.

篇8

關(guān)鍵詞 太陽能；雨水處理；資源回收

中圖分類號 TV21 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)031-0171-01

在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民居住水平的提高，城市居住區(qū)所需的生活用水量大幅度增加，從而增加了城市供水的壓力，尤其是在景觀綠化方面和居民生活洗漱方面用水負(fù)荷大。雨水作為一種重要的水資源，未經(jīng)任何利用即隨地表徑流大量流失，造成資源的浪費，雨水資源利用系統(tǒng)可將雨水收集并經(jīng)過相應(yīng)處理后作為景觀和生活洗漱用水，且太陽能既是一次性能源又是可再生能源，且資源豐富，又對環(huán)境無任何污染，是再生資源中最容易取得的自然資源，在雨水的利用系統(tǒng)中引進太陽能技術(shù)，即太陽能發(fā)電系統(tǒng)可將太陽能轉(zhuǎn)換為電能直接饋入電網(wǎng)或儲存在蓄電池中，并應(yīng)用于雨水處理裝置系統(tǒng)中，處理后的雨水則可轉(zhuǎn)化為景觀用水和生活洗漱用水，這樣既增加了雨水的循環(huán)利用，又緩解了水資源的負(fù)荷壓力。

1 雨水處理系統(tǒng)中太陽能利用的可能性及應(yīng)用

雨水利用特點主要是間歇性，我國多數(shù)城市雨季又是在陽光充足的夏秋季節(jié)，這都適合太陽能的利用，且從經(jīng)濟上太陽能電池的制造成本也逐年的在下降，從2000年至2004年下降了25%，且在日本和德國均有實例，日本的神奈川縣利用太陽能電池噴水，收集的雨水經(jīng)過沉砂槽、過濾槽，流進碎石調(diào)蓄槽，之后靠太陽能電池泵噴出，形成水景，再經(jīng)過這些設(shè)備循環(huán)流動。德國柏林利用太陽能為景觀池的水進行雨水循環(huán)，形成小溪流水。所以雨水的太陽能處理后用于景觀和生活洗漱技術(shù)是可行的。

可利用有利條件設(shè)置太陽能發(fā)電設(shè)備，利用雨水處理場地的開闊地面、光照條件等有利條件設(shè)置太陽能發(fā)電等，多余的電力可輸入至蓄電箱；濾池上方空間可進太陽能發(fā)電，其濾池大面積的暴露在陽光中，如在濾池上方加設(shè)防護罩，在活動罩上設(shè)置太陽能電池，以進行雨水處理系統(tǒng)的應(yīng)用；取水口也可設(shè)置太陽能發(fā)電，貯水池水面可設(shè)置太陽能電池以加強水質(zhì)管理，以進行水質(zhì)的處理。

2 雨水轉(zhuǎn)化為景觀及洗漱用水的相關(guān)處理技術(shù)

1）雨水的收集與截污。雨水收集主要包括屋面雨水、廣場雨水、綠地雨水和污染較輕的路面雨水等，雨水的收集應(yīng)該根據(jù)地形的特點，考慮部分垂直面上的雨水采用直接泵送雨水利用系統(tǒng)進行泵送，計量采用外收集或內(nèi)外兩種收集方式進行收集，多采用檐溝、收集管、水落管和連接管進行收集，可設(shè)置一些攔截樹葉等大的污染物的截污裝置或初期雨水的棄流裝置，截污裝置可以安裝在雨水斗、排水立管和排水橫管上，定期進行處理。2）雨水調(diào)蓄。首先可以采用雨水調(diào)蓄池，設(shè)計地表調(diào)蓄池時應(yīng)盡量利用天然洼地或池塘，減少土方，減少對原地貌的破壞，并應(yīng)與景觀設(shè)計相結(jié)合。多采用地上開敞式調(diào)蓄池，應(yīng)結(jié)合景觀設(shè)計和小區(qū)整體規(guī)劃以及現(xiàn)場條件進行綜合設(shè)計，設(shè)計要將園林、水景、雨水的調(diào)蓄利用等有機的結(jié)合。3）雨水處理。雨水處理可采用常規(guī)處理，①沉淀處理，在沉淀池中將雨水的固體顆粒在流動中從水中分離，待雨停止后再靜沉一段時間，之后取出其上清液，有條件的可利用景觀水池、濕地水塘進行沉淀，并可進行沉淀試驗確定其沉淀效果；②過濾處理，可采用過濾池直接過濾掉懸浮固體等，主要應(yīng)用表面過濾，采用粗濾、微濾和膜濾的順序進行過濾；③消毒，通過消毒劑或其他消毒手段滅活水中的病原體，可采取液氯消毒、臭氧消毒、次氯酸鈉消毒、紫外線和二氧化氯消毒，使其水質(zhì)符合相關(guān)生活用水的指標(biāo)要求。

3 處理雨水用于景觀及洗漱水量計算

雨水回收系統(tǒng)中收集池有效容積確定與其計算是確定景觀和洗漱用水的依據(jù)，首先是雨水量的計算，可以根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供的該地區(qū)的年平均降雨量及逐月降雨量等水文資料，采用徑流系數(shù)法確定，設(shè)計用水量則按照景觀目標(biāo)用量分類需求計算，還要考慮雨水流經(jīng)系統(tǒng)中各裝置的損失，一般按照設(shè)計水量的5%-10%確定。生活洗漱用水則較多，且不可循環(huán)，設(shè)計該住宅小區(qū)雨水用于生活用水可根據(jù)用水定額，大致制定如下：早晨用水2 L/（m2?d）；中午用水1 L/（m2?次），晚上用水2 L/（m2?d），依據(jù)以上數(shù)據(jù)計算該小區(qū)年生活洗漱雜用水量。

4 處理雨水應(yīng)用景觀用水要點

1）雨水處理。雨水污染對地表水影響很大，雨水所攜帶的污染物進入水體后容易造成水質(zhì)惡化與富營養(yǎng)化。因此雨水作為景觀用水前，要進行合理合格的處理。需要根據(jù)風(fēng)景區(qū)河湖及雨水水質(zhì)的分析結(jié)果，選取合理可行的雨水處理方法。從綜合分析和歸納所知，一般小區(qū)區(qū)內(nèi)雨水水質(zhì)主要污染物為CODCr、SS、TN，雨水B/C約為1/6，可生化性較差，可用生態(tài)方法-人工濕地來處理雨水。通過利用基質(zhì)―微生物―植物這個復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)調(diào)作用，通過過濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現(xiàn)對水體的高效凈化。有關(guān)研究結(jié)果表明，一般人工濕地對BOD5的去除率可達85%-95%，CODCr的去除率可達80%以上，出水中BOD5的濃度在10 mg/L左右，SS濃度小于20 mg/L。2）景觀用水回流。景觀用水回流可在景觀場設(shè)置大型水面、戲水池和溪流三部分。配合建筑設(shè)計，在水面的長軸一端分多個入水口配水入池，在長軸的另一端分上、下兩層多個回水口回流。在回水總管末端設(shè)兩道不銹鋼格柵及篩網(wǎng)， 以利于清理格柵時，互換截污。格柵后設(shè)置總閥門，用來控制和調(diào)節(jié)水位高度。除大型水面進、出水部分應(yīng)注意盡可能地避免死水區(qū)，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置沖洗噴頭之外，溪水的回流也應(yīng)考慮對小溪結(jié)構(gòu)本身的利用。

5 處理雨水應(yīng)用生活洗漱用水要點

1）明確年雨水收集影響因素，家庭式的雨水收集利用，可以解決廣大人民的生活洗漱用水問題，一般小區(qū)年均可收集雨量受氣候條件、降雨量在各季節(jié)的分配、雨水水質(zhì)情況等自然因素以及特定地區(qū)建筑物的布局和結(jié)構(gòu)等其他因素的制約。2）保證其水質(zhì)，這也是最重要的措施。①加強地面環(huán)境衛(wèi)生管理，最大限度地減少地面的垃圾等污染物；②屋面表層采用水泥磚等非污染性材料，避免用瀝青油氈類污染性表面鋪裝防水材料；③設(shè)計中盡可能讓屋面雨水和路面雨水先流入低勢綠地或路邊綠化淺溝，發(fā)揮綠地植被和土壤的截污和凈化功能。第四雨水的主要通道和集中入湖口設(shè)置必要的格柵或濾網(wǎng)等截污裝置。

6 結(jié)束語

目前太陽能處理雨水的應(yīng)用技術(shù)還處于初級階段，尤其是在大多數(shù)城市大量利用直接水源的情況下，因此應(yīng)該擴展該技術(shù)，使得城市的建設(shè)與生態(tài)環(huán)境與此相結(jié)合，使雨水利用合理化、安全化和規(guī)范化。

基金項目：安徽建筑工業(yè)學(xué)院2011年度大學(xué)生科技創(chuàng)新基金項目。

參考文獻

[1]車伍,等主編.城市雨水利用技術(shù)與管理[M].中國建筑工業(yè)出版社,2006.

[2]車武,等.生態(tài)住宅小區(qū)雨水利用與水景觀系統(tǒng)案例分析[J].城市環(huán)境與城市生態(tài)2002,15(5):34-36.

[3]李梅,等.某住宅小區(qū)雨水資源利用分析[J].山東建筑大學(xué)學(xué)報,2010,25(2):184-187.

[4]中國建筑設(shè)計研究院.GB 50400―2006建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2006.

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論文關(guān)鍵詞：太陽能，方案優(yōu)化，貨幣時間價值

 

一、引言

我國是世界第二能源消費國，同時也是世界生產(chǎn)大國，自然資源豐富，但人口眾多，人均資源不到世界平均水平的一半。資源的緊缺使得我國的能源產(chǎn)品價格總體走勢保持高位運行。由于科技水平和經(jīng)濟實力等原因，中國在能源方面過度依賴化石燃料，在資源的可持續(xù)供應(yīng)上存在很大壓力。能源儲量與未來幾十年的需求之間存在一個巨大的缺口。

隨著社會的發(fā)展，人民生活水平的提高，人們對建筑功能以及舒適度方面的要求也越來越高。與建筑相關(guān)的如空調(diào)、熱水供應(yīng)、餐飲、照明、電器、電梯等方面的能耗也日益增加。目前我國的建筑能耗已占到全社會終端能耗的27.5％期刊網(wǎng)，按照這樣的水平，到2020年，我國建筑能耗將達到1089億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。建筑用能將危及國家能源安全。因此，在我國開展建筑節(jié)能工作刻不容緩。

太陽能作為一種可持續(xù)利用的清潔能源，被認(rèn)為是2l世紀(jì)以后人類可期待的、最有希望的能源，得到了國際社會的普遍重視。各類建筑是利用太陽能等可再生能源的良好載體，結(jié)合建筑充分利用太陽能等可再生能源是實現(xiàn)建筑能源結(jié)構(gòu)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。其中太陽能熱水系統(tǒng)用于提供熱水，可大大節(jié)省燃料費用。

由于工程對象的特殊性：初始投資成本大，項目壽命周期長，所耗能源的持久性等特點，更應(yīng)該綜合考慮后續(xù)能源消耗資金對現(xiàn)時初始投資項目選擇的影響。這樣更能客觀公正地選擇出最優(yōu)解。

在價值工程中，認(rèn)為資金進入社會再生產(chǎn)過程后會隨著時間的推移，貨幣產(chǎn)生價值增值，即貨幣是具有時間價值的，運用模型，考慮貨幣時間價值因素對數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響：

其中：P—現(xiàn)值；A—年金； i—利率；n—期限

在方案的初始選擇中，考慮項目周期內(nèi)能源的耗費相當(dāng)重要，在工程設(shè)計中，我們不能只顧初始投資成本的選擇期刊網(wǎng)，而要兼顧后續(xù)費用是否與初始投資成本之間存在合理的性價比。

本文就貨幣時間價值在無錫某小區(qū)太陽能熱水系統(tǒng)設(shè)備選型中所起作用與同行共同探討。

二、工程概況

無錫某酒店地下一層，地上十層，建筑高度36.7m。地下一層為汽車庫和酒店輔助用房，地上一層為酒店大堂和咖啡廳，二層為酒店人員辦公層，三層以上為酒店客房。酒店建筑面積約為1萬平方米。共有客房104間，均為雙人房，共有床位208個。

三、太陽能熱水系統(tǒng)原理

本工程熱水系統(tǒng)原理圖如下：

本工程太陽能熱水系統(tǒng)的運行控制原則是：在確保24小時熱水充足供應(yīng)的前提下，盡可能利用太陽能加熱。

太陽能熱水系統(tǒng)的運行原理是：

1.設(shè)儲熱水箱內(nèi)溫度為T1，集熱水箱內(nèi)溫度為T2，高區(qū)熱水回水管網(wǎng)最低點溫度為T3，太陽能集熱板最高點溫度為T4。

2.當(dāng)T3<50℃時，啟動熱水循環(huán)泵，當(dāng)T3>58℃時，關(guān)閉熱水循環(huán)泵。

3.當(dāng)儲熱水箱內(nèi)水位低于三分之一時，啟動供熱泵，同時開啟F4電控閥，關(guān)閉F3電控閥。此時，如果集熱水箱內(nèi)水溫>55℃期刊網(wǎng)，則開啟F1電控閥，關(guān)閉F2電控閥；否則關(guān)閉F1電控閥，開啟F2電控閥，采用燃?xì)鉄崴鬏o助加熱。當(dāng)儲熱水箱內(nèi)水位滿時，關(guān)閉供熱泵，關(guān)閉F3電控閥。

4.當(dāng)T1<50℃時，則開啟供熱泵，開啟F2、F3電控閥，關(guān)閉F1、F4電控閥。

5.當(dāng)T1達到60℃時，則關(guān)閉供熱泵，關(guān)閉F3電控閥。本條優(yōu)先級低于第3條，當(dāng)?shù)?條發(fā)生時，暫緩執(zhí)行本條。

6.當(dāng)T4-T2>10℃時，啟動集熱循環(huán)泵；當(dāng)T4-T2<2℃時，關(guān)閉集熱循環(huán)泵。

四、集熱板的安裝

由于本酒店外墻安裝幕墻，并且幕墻高出屋面9米左右。如果將太陽能集熱器直接安裝在屋面上，太陽光將完全被幕墻擋住，無法起到集熱效果。經(jīng)與甲方協(xié)商后，決定在幕墻頂部高度的位置做構(gòu)架。構(gòu)架主體為混凝土井字梁期刊網(wǎng)，集熱板安裝在梁上，每排集熱板前后的梁上擱置鑄鐵格柵，作為檢修通道。見下圖一和圖二。

圖一

圖二

五、經(jīng)濟比較

現(xiàn)行設(shè)計思路均為常識性的做法或根據(jù)甲方要求進行設(shè)計，很少在設(shè)計當(dāng)時就通過理論公式進行科學(xué)的設(shè)備選型，本文主要基于價值工程理論結(jié)合實際進行熱源選擇。

該項目集中供應(yīng)熱水系統(tǒng)比較適合選用的熱源有：

（1）傳統(tǒng)耗能熱源：蒸汽、燃?xì)?、電能?/p>

（2）新型節(jié)能環(huán)保熱源：太陽能、空氣源熱能和水源熱能。

（一）輔助熱源經(jīng)濟性分析

設(shè)定系統(tǒng)每天將20噸15℃的水升溫到60℃，總共耗費的能量為37.62×105kJ。

計算如下：

Q=CpmT＝4.18×20×103×（60－15）＝37.62×105kJ

式中：Q—該熱水系統(tǒng)運行需要的能量（kJ）

Cp—水的定壓熱容（Cp=4.18KJ/kg?℃）

T—水的溫升（即熱水溫度與基礎(chǔ)水溫之差）

m—水的質(zhì)量（kg）。

1、各種燃料的當(dāng)量熱值分別為：

燃油：42500kJ/kg；電：3600kJ/Kwh；工業(yè)煤：29300kJ/kg；天然氣：39757kJ/m3

2、鍋爐效率及能源費用如下表：

 

類別

燃油鍋爐

電鍋爐

燃煤鍋爐

燃?xì)忮仩t

空氣源熱泵

效率

80％

95％

50％

90%

380%

能源費用

柴油：5.0元/ kg

電：1.00元/KWh

煤：0.85元/ kg

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關(guān)鍵詞：應(yīng)用型；工程力學(xué)；思維能力；教學(xué)方式

中圖分類號：G642.41 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）03-0133-02

一、引言

2014年6月，國務(wù)院提出要推動一批本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展，建立中國高校的分類體系，更多地培養(yǎng)應(yīng)用型人才和技術(shù)技能型人才，其根本目的是使高等教育培養(yǎng)的人更加符合經(jīng)濟社會對人才的需求。然而在實踐過程中，高校除了面臨著更新教學(xué)理念、提高教師能力、增加教育投入、加強學(xué)風(fēng)考風(fēng)建設(shè)等諸多課題之外，課程建設(shè)同樣面臨著配套改革的艱巨任務(wù)。工程力學(xué)課程作為給排水、工程管理、熱能動力、建筑環(huán)境、機械等相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，其課程體系、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法能否適應(yīng)“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)要求，對于后續(xù)專業(yè)課的開展及學(xué)生科學(xué)思維能力的前期培養(yǎng)具有深遠(yuǎn)影響。目前工程力學(xué)課程仍沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教學(xué)效果難以令人滿意。本文以東北電力大學(xué)開設(shè)的工程力學(xué)課程為背景，以培養(yǎng)學(xué)生思維能力為主題進行了專題探討，并在實踐中進行了驗證，取得了較好的應(yīng)用效果，為探索工程力學(xué)課程在應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程中改革途徑，提高教學(xué)質(zhì)量提供了有益的經(jīng)驗。

二、高等學(xué)校轉(zhuǎn)型發(fā)展，推動了工程力學(xué)課程改革

工程力學(xué)課程是一門與工程實際聯(lián)系緊密且體系完整的經(jīng)典課程，屬于一門實踐應(yīng)用型的工科學(xué)科，具有較強的理論性、邏輯性和系統(tǒng)性。課程由理論力學(xué)和材料力學(xué)組成，理論力學(xué)以物體的受力分析、力系的簡化和物體的平衡分析為主，要求學(xué)生掌握匯交力系、力偶系和任意力系的平衡分析及帶有摩擦力的物體的平衡分析方法；材料力學(xué)以桿件的變形破壞分析為主，要求學(xué)生掌握桿件的內(nèi)力、應(yīng)力和變形的分析研究方法，能對桿件進行合理的強度、剛度和穩(wěn)定性設(shè)計。從知識的角度看，該課程的理論性強、教學(xué)推導(dǎo)多，因而授課過程很容易陷入“填鴨”模式，學(xué)生只能疲于應(yīng)付。在高等學(xué)校轉(zhuǎn)型發(fā)展的要求下，為充分發(fā)揮工程力學(xué)的基礎(chǔ)先導(dǎo)作用，必須首先培養(yǎng)好學(xué)生的科學(xué)思維能力，這也是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、應(yīng)用能力的先決條件。轉(zhuǎn)型發(fā)展的核心就是要培養(yǎng)“應(yīng)用型人才”，培養(yǎng)學(xué)生工程能力和工程創(chuàng)新能力，提高學(xué)生社會職業(yè)素養(yǎng)和就業(yè)競爭力。工程力學(xué)課程改革就是要構(gòu)建“應(yīng)用型人才”培養(yǎng)需要的新型體系，對教育理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面諸多方面進行系統(tǒng)優(yōu)化。

三、課程改革的具體內(nèi)容及措施

1.統(tǒng)籌設(shè)計，從教學(xué)內(nèi)容及方法上注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力?？茖W(xué)思維能力包括理性思維能力、辯證思維能力、系統(tǒng)思維能力、邏輯思維能力和創(chuàng)新思維能力。培養(yǎng)科學(xué)思維能力就是指通過訓(xùn)練，使學(xué)生掌握科學(xué)思維的靈活性、敏感性、邏輯性、周密性和條理性。為此，在教學(xué)中我們著重從課程內(nèi)容和教學(xué)方法入手，有意識地引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時注重思維能力的訓(xùn)練和提高。①利用力學(xué)問題的解題特點，培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性和敏感性。力學(xué)問題多數(shù)具有一題多解的特點，教學(xué)過程中在靜力學(xué)中處理物體系的平衡問題中，通過先取整體然后取部分為研究對象進行求解，再變成分別以物體系的組成部分為研究對象進行求解；在材料力學(xué)中，已知力求位移先通過卡氏第二定理求解，再用單位荷載法求解，自然可以使解決問題過程妙趣橫生，而相同題型采用不同的求解方法，不但能培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性，還能使學(xué)到的知識及方法融會貫通。久而久之，自然形成了遇到問題勤于思考、善于思考的良好思維習(xí)慣，思維靈活了，對問題實質(zhì)的敏感性提高了，解決問題的方法也就更多了。由此可見，通過自己的探索，找出最佳方案，對于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和自信心的培養(yǎng)都至關(guān)重要。②通過梳理概念與定理之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生思維的邏輯性。教學(xué)過程中，始終貫穿對各概念與定理之間關(guān)系的內(nèi)在邏輯描述，從力的概念推廣到力系的平衡條件；從工作應(yīng)力、極限應(yīng)力、許用應(yīng)力推廣到強度條件；從變形推廣到剛度條件。教學(xué)中每個概念的提出，每個定理的推導(dǎo)及應(yīng)用，都通過教師的引導(dǎo)展現(xiàn)出環(huán)環(huán)緊扣、層層遞進的嚴(yán)密邏輯。讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)和聯(lián)系，建立起思維的嚴(yán)密邏輯。整個課程下來，學(xué)生既學(xué)到了知識，又對課程的體系有了深刻的了解。同時，學(xué)生通過對重要定理推導(dǎo)和相關(guān)聯(lián)系題的訓(xùn)練，構(gòu)成了邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼J(rèn)知體系，邏輯思維能力也會有較大的提高。③利用問題求解過程，培養(yǎng)學(xué)生思維的周密性和條理性。教學(xué)中注重總結(jié)工程力學(xué)的解題思路及過程，再把分析問題的過程加以強化，帶領(lǐng)學(xué)生進行周密思考，并把結(jié)果讓學(xué)生進行準(zhǔn)確表達。鍛煉學(xué)生表達能力的同時就客觀鍛煉了學(xué)生的思維條理性。比如在靜力學(xué)中，為解決復(fù)雜力系的平衡問題，首先將復(fù)雜力系簡化，然后得到平衡方程，再利用平衡方程求解；在材料力學(xué)中，為研究構(gòu)件在組合變形中某一橫截面處的最大應(yīng)力，先將引起構(gòu)件發(fā)生每一種單一變形時在該截面處的應(yīng)力求出來，然后再將這些應(yīng)力疊加即為所求的構(gòu)件在組合變形中在該橫截面處的應(yīng)力，同時可以從中找到最大應(yīng)力值。在這些內(nèi)容教學(xué)時注意強調(diào)分析過程和解決辦法。一旦學(xué)生理解了解決問題的思路，就能觸類旁通，并靈活應(yīng)用。通過對受力分析時受力圖的繪制；各種變形中構(gòu)件內(nèi)力圖和截面應(yīng)力分布圖的繪制；計算求解時，各種方程式的列寫，都可以較好地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)表達能力。④利用知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是當(dāng)代教育的核心內(nèi)容，而創(chuàng)新思維的培養(yǎng)是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的前提條件。利用工程力學(xué)課程培養(yǎng)創(chuàng)新思維，就要求在教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方式上首先進行創(chuàng)新。提煉課程內(nèi)容里的創(chuàng)新要素，以此啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維不失為最有效的方法。

2.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，增強思維能力訓(xùn)練。工程力學(xué)課程是東北電力大學(xué)熱能動力工程、建筑環(huán)境等多個專業(yè)開設(shè)的課程，學(xué)時安排略有差異。根據(jù)培養(yǎng)方案確定的學(xué)時安排，在教學(xué)大綱的制定上把增強學(xué)生科學(xué)思維能力的訓(xùn)練作為貫穿始終的一條主線。理論學(xué)時中，以知識帶動思維訓(xùn)練；實踐環(huán)節(jié)中，以工程問題為驅(qū)動進行科學(xué)思維能力的訓(xùn)練，通過開設(shè)討論課和綜合課，培養(yǎng)學(xué)生全局觀念和解決問題能力。實踐中，引入了樓宇、電廠廠房、桁架結(jié)構(gòu)、支撐物體的三角支架設(shè)計等工程實例，引導(dǎo)學(xué)生的思維創(chuàng)新。突出應(yīng)用型的人才特色，根據(jù)工程需求整合教學(xué)內(nèi)容及結(jié)構(gòu)。將原來課程中單一的知識體系分解成思維培訓(xùn)體系和知識結(jié)構(gòu)體系兩部分，教材順序進行適當(dāng)調(diào)整，如將軸向拉壓變形、扭轉(zhuǎn)變形及彎曲變形的超靜定問題歸納到一起講解，優(yōu)化了課程結(jié)構(gòu)。在縮減課時的同時突出了思維能力培養(yǎng)。結(jié)合本校實際，抓住應(yīng)用型這個特點，進一步精選傳統(tǒng)內(nèi)容，強調(diào)技術(shù)應(yīng)用性知識。根據(jù)最新科技發(fā)展對工程力學(xué)課程的要求及“應(yīng)用型人才”培養(yǎng)需要，及時充實新的教學(xué)內(nèi)容。

3.借助科技競賽，拓展思維能力訓(xùn)練。學(xué)校圍繞“思維能力”與“創(chuàng)新思維”，組織學(xué)生積極參加大學(xué)生創(chuàng)新活動計劃項目及國家或省市技能競賽，接受創(chuàng)新思維和工程能力的訓(xùn)練，使學(xué)生把課堂上學(xué)到的方法應(yīng)用于實際競賽之中，在緊張的競賽中拓展思維訓(xùn)練的成果，鍛煉分析問題和解決問題的能力。與工程力學(xué)課程直接相關(guān)的競賽（如結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽、機械設(shè)計競賽、大學(xué)生力學(xué)競賽等各種大學(xué)生科技競賽）可以作為拓展思維能力訓(xùn)練的重要實踐平臺。以2013年吉林省高校聯(lián)合舉辦的結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽中，學(xué)生根據(jù)所學(xué)的力學(xué)知識，查閱桁架結(jié)構(gòu)的設(shè)計資料，從結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力特點出發(fā)，對構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式、截面選擇及節(jié)點的受力分析做了大量創(chuàng)造性工作，設(shè)計出了多種高蹺方案，并取得了良好的競賽成績，讓所學(xué)知識能夠?qū)W以致用，通過實戰(zhàn)培養(yǎng)了學(xué)生的工程創(chuàng)新思維。目前學(xué)生正在積極準(zhǔn)備參加2014年東北電力大學(xué)即將舉辦的賽題為《三重檐攢尖頂仿古樓閣模型制作與測試》的結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽（全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽），競賽基于當(dāng)前全球已進入巨震期這一工程背景，引入模擬地震作用作為模型的測試條件，需要學(xué)生考慮的受力因素較之以往的大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽更為復(fù)雜。借助科技競賽來拓展學(xué)生科學(xué)思維的訓(xùn)練具有很好的效果。

工程力學(xué)課程改革方案，經(jīng)過近兩年的實踐，在更新教育觀念，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進教學(xué)方法、探索新的教學(xué)手段方面進行了廣泛探索，進行了大膽改革和實踐。結(jié)果表明，通過科學(xué)規(guī)劃及設(shè)計，工程力學(xué)課程通過課堂內(nèi)以知識帶動思維訓(xùn)練、實踐環(huán)節(jié)中以問題為驅(qū)動思維訓(xùn)練、競賽上以創(chuàng)新拓展思維訓(xùn)練，循序漸進，知識與能力并舉，既鍛煉了教師的整合課程資源能力，又使學(xué)生喜聞樂見，在學(xué)習(xí)中增長了才干，提高了能力，為提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量創(chuàng)造了良好的條件。

參考文獻：